知识点总结

本地事务怎么实现

• 原子性、隔离性和持久性都是要达到一致性的目的

数据库的一致性：事务开始和结束之间的中间状态不会被其他事务看到，比如多个线程并发执行转账业务：A转给B一块钱，无论成功与否(A+B)的总额是不会变的。

• 现在已经不限于数据库要保证一致性，缓存，消息，队列，等都会涉及到事务处理
• 同一个数据源通过A、I、D获得一致性相对容易，但是单个服务多个数据源，多个服务多个数据源就需要涉及到架构问题
• ARIES理论，主流的数据库事务的实现都受其影响
• 单数据源通过Commit Logging的方式来实现原子性和持久性（阿里的OceanBase就是这样实现的）
  如果在操作过程中直接将某行改为某个值那么奔溃后就不能在恢复，CommitLogging的实现方式是通过将修改数据的全部信息（比如修改了什么数据，数据物理上的哪个内存页中）以顺序追加日志的方式写入（这是最高效的写入方式）先记录到磁盘中，只有在日志记录全部都安全落盘，见到代表事务成功提交的Commit Record后数据库才会根据日志上的信息进行真正数据上的修改，修改完成后在日志加入一条End Record表示已经完成持久化（RedoLog）
  CommitLogging有一个巨大的缺陷，对数据的真实修改必须发生在事务提交，日志写入CommitRecord之后即使有冲入的IO也无法利用
  ARIES提出了“Write-Ahead Logging”的日志改进方案，Write-Ahead就是允许在事务提交之前提前写入变动的数据

Write-Ahead Logging先将何时写入变动数据，按照事务的提交时点为界，分为了FORCE和STEAL两类：

FORCE，当事务提交后，要求变动数据必须完成写入成为FORCE，如果不要求强制写入则成为NO-FORCE，绝大多数数据库都是NO-FORCE策略

STEAL，事务提交之前允许事务的提前写入称为STEAL，不允许则称为NO-STEAL，允许数据提前写入有利于利用空闲的I/O资源，也利于节省数据库缓存区内存

Commit Logging允许NO-FORCE，但是不允许STEAL

FORCE实现不了原子性的

Write-Ahead Logging允许NO-FORCE也允许STEAL，解决方法就是增加Undo Log的日志，当数据写入磁盘前必须记录Undo Log，写明修改了哪个位置的数据，从什么值修改为什么值

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• 单数据源实现原子性和持久性的方式还有ShadowPaging（影子分页，复制一份数据再进行修改）

• 单数据源实现隔离性是通过锁来实现的（产生四种隔离级别）

不同的加锁方式产生了不同的隔离级别

可串行化：最高的隔离级别，对所有读写的数据都加上读，写、范围锁，性能最差

可重复读：对涉及到的数据加读锁和写锁但是不加范围锁，会有幻读问题，比如查询年龄大于10的人数查到有10人，之后另一个事务插入一条，就会查到有11个人（ARIES理论来进行的讨论，实际的Mysql没有幻读问题）

读已提交：对事务涉及到的数据加写锁，读锁用完后马上释放，会有不可重复读的问题，两次查询过程中可能有不同的结果

读未提交：对涉及到的数据只加写锁，完全不加读锁，会有脏读问题，为什么会有脏读问题，因为写锁是禁止其他事务增加读锁，而不是禁止事务读取数据

MVCC是一种读取优化策略，针对一个事务读+一个事务写场景，只有在可重复读和读已提交的场景才会涉及到MVCC来优化（其他两个场景也不加读锁），MVCC就是在数据库每一行增加两个看不见的字段，CREATE_VERSION和DELETE_VERSION
数据插入：CREATE_VERSION记录插入的事务ID，DELETE_VERSION为空
数据删除：CREATE_VERSION为空，DELETE_VERSION删除事务的ID
数据修改：将原来的数据复制一份，原数据DELETE_VERSION记录修改的事务ID，CREATE_VERSION为空，复制出来的CREATE_VERSION记录插入的事务ID，DELETE_VERSION为空

每一行还有一个指向undo.log的指针，undo.log是一个链表的数据结构存储，多个事务进行修改后就会产生链表（比如一个事务在读这行数据，读完之后事务没有提交，之后有多个事务执行都修改了这行记录，undo.log就有多个节点，什么时候清除？（在最小的事务ID提交之后吗？））

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单服务多数据源的实现

XA协议、2PC、3PC
XA：一个事物管理器接口和满足XA规范的定义接口
2PC协议来实现XA：连个阶段，准备阶段和提交阶段，准备阶段就是暂时不写入最后一条Commit Record，提交阶段会发送commit，如果任何一个参与者回复NO-Prepared或者超时，则在发送
Abort指令
3PC协议来实现XA：CanCommit、PreCommit和DoCommit三个阶段

跨系统的分布式事务

消息队列、TCC和SAGA